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用科技“打撈”歷史 ——從我國南海水下一千五百米發(fā)現(xiàn)古代沉船說起

2023-05-28 13:00:22 來源: 科技日報 作者: 都芃 劉莉


深瞳工作室出品

科技日報實習(xí)記者 都芃 策劃 劉莉

深??脊啪哂屑夹g(shù)門檻高的鮮明特點,正是由于我國深水技術(shù)裝備取得的突破性進(jìn)展,才使深??脊攀聵I(yè)發(fā)展具有了技術(shù)支撐,從設(shè)想最終變?yōu)楝F(xiàn)實。

完成南海西北陸坡一號沉船第一次考古調(diào)查、正在回收的“深海勇士”號載人潛水器。中國科學(xué)院深??茖W(xué)與工程研究所供圖

在沉船遺址布放的水下永久測繪基點。新華社發(fā)

南海西北陸坡一號沉船內(nèi)部。新華社發(fā)

南海西北陸坡古代沉船遺址考古調(diào)查團(tuán)隊在“探索一號”科考船上合影。中國科學(xué)院深海科學(xué)與工程研究所供圖

1500米深的南海海底一片漆黑。探照燈前方,上萬件瓷器堆積而成的“山峰”突然出現(xiàn)。沉積物下,500年前的瓷器釉色依然鮮艷、光彩奪目。這是我國自主研制的載人深潛器“深海勇士”號拍攝的畫面。

5月下旬,國家文物局、科技部、中國科學(xué)院、海南省人民政府等在海南三亞聯(lián)合發(fā)布一項世界級重大考古發(fā)現(xiàn):在我國南海西北陸坡約1500米深度海域,發(fā)現(xiàn)兩處古代沉船,初步判斷應(yīng)屬明代正德年間與弘治年間,推測文物數(shù)量超十萬件。為期一年的明代沉船遺址考古調(diào)查由此拉開帷幕。

這些船上發(fā)生過什么故事?它們本來要駛向何方?為什么會在這里沉入海底……正向世界先進(jìn)水平邁進(jìn)的我國深??脊偶夹g(shù)將幫助我們揭開沉船歷史。

被盜撈者“逼”出的中國水下考古

美國作家蓋瑞·金德在其描寫“中美洲”號沉船事件的作品《尋找黃金船》中這樣寫道:“海難是上帝寫了一半的劇本,句號要由那些沉船打撈者來完成?!?/p>

然而,與那些追尋水下財富的離奇?zhèn)髡f不同的是,水下考古的使命在于“打撈”歷史。

“我一直認(rèn)為,沉船遺址相當(dāng)于一個時間膠囊。它把某一個時代切片完整地保存下來。沉船既是最小的等級社會,又是高度濃縮的生存單位。它所能反映的不單單是船載貨物,還有時代和航路等時空信息,以及當(dāng)時的政治和社會生態(tài)?!睆V東省文物考古研究院原副院長、“南海I號”考古隊原領(lǐng)隊崔勇認(rèn)為,相比田野考古對象某個單獨的祭祀或墓葬遺址,沉船能夠帶來的歷史信息更多元、更綜合。

南海正是這樣一片“寫滿”歷史的水域。

自唐代開始,海上絲綢之路繁榮興盛,南海成為中國與海外諸國貿(mào)易往來的重要通道。商賈云集、千帆競渡,南海歷史上的繁榮為其留下了豐富的水下遺產(chǎn),南海也因此成為我國水下考古事業(yè)的誕生地和策源地,同時也是考古學(xué)者與盜撈者的“兵家必爭之地”。

事實上,我國水下考古事業(yè)便肇始于一次與盜撈者的斗爭。

1984年,西方海上盜撈者邁克·哈徹在我國南海海域發(fā)現(xiàn)一艘已沉沒兩百余年、滿載瓷器與黃金的東印度公司商船“哥德馬爾森”號,并打撈出青花瓷器等文物百萬余件。但為謀求利益最大化,他僅留下青花瓷器23.9萬件、金錠125塊,以及兩門刻有荷蘭東印度公司縮寫的青銅炮,其余數(shù)十萬件不具有流通價值,但卻有著極高歷史價值的青花瓷器等文物被毀壞殆盡。

1986年,逃之夭夭的邁克·哈徹以該沉船無人認(rèn)領(lǐng)為由,獲得了出水文物的拍賣許可,委托荷蘭佳士得拍賣行對出水文物進(jìn)行公開拍賣。中國駐荷蘭大使館得知后將消息傳回國內(nèi),但當(dāng)國家文物局想阻止此次拍賣時,翻遍當(dāng)時的海洋法公約,卻找不出一條行之有效的法律依據(jù)。“買回來”,是當(dāng)時把這批出水文物帶回中國的唯一可行方法。為此,故宮博物院派遣馮先銘和耿寶昌兩位專家,攜帶三萬美元前往荷蘭參加拍賣。但這批文物的起拍價格遠(yuǎn)超想象,在持續(xù)3天的拍賣活動中,我國兩位專家甚至沒有獲得一次舉牌的機(jī)會。最終,近24萬件珍寶全部流失海外。

這次水下盜撈事件極大刺激了我國文保工作者。在此背景下,1987年3月,國家文物局牽頭成立了國家水下考古協(xié)調(diào)小組,我國水下考古事業(yè)就此開端。同年8月,廣州救撈局與英國商業(yè)打撈公司在聯(lián)合尋找“萊茵堡”號沉船的過程中,挖出了包括瓷器、錫器、金腰帶在內(nèi)的數(shù)百件中國文物。當(dāng)時的中方項目負(fù)責(zé)人尹干洪判斷:“這肯定不是英國人要找的‘萊茵堡’號,這是一條我們中國的沉船?!币罁?jù)雙方協(xié)議,中方立即中止了此次打撈合作,這艘沉船即是后來大名鼎鼎的“南海Ⅰ號”。

1987年11月,中國歷史博物館水下考古研究室創(chuàng)建,我國水下考古事業(yè)正式起步。在當(dāng)時水下考古相關(guān)人才、技術(shù)基礎(chǔ)薄弱的情況下,國家文物局選派人員向日本、荷蘭、澳大利亞等國學(xué)習(xí)潛水技術(shù)和水下考古,初步建立起了一支十余人的水下考古隊伍。此后20年間,我國水下考古力量不斷壯大。終于,在2007年,我國以世界首創(chuàng)的整體打撈方式對“南海Ⅰ號”進(jìn)行考古打撈,這標(biāo)志著我國水下考古事業(yè)邁上新的臺階。

“南海Ⅰ號”的成功打撈極大振奮了我國水下考古工作者,中國水下考古與南海的故事也在繼續(xù)。在大洋深處,還有更多沉船遺址在靜靜地等待著。

技術(shù)突破讓水下考古從淺水走向深海

受深潛技術(shù)限制,過往我國水下考古多集中在水深50米以內(nèi)的水域,作業(yè)方式主要以水肺潛水為主。例如,在“南海Ⅰ號”早期考古調(diào)查中,崔勇便曾多次潛至水下20多米處,親手觸摸到船體,還拍攝了“南海Ⅰ號”在水下時的唯一清晰影像。

但當(dāng)水深突破50米乃至百米時,水肺潛水的作業(yè)難度便大大增加,工作效率驟減。要向深海挺進(jìn),必須借助深??萍嫉牧α俊?/p>

“在廣闊的南海古代海上絲綢之路沿線上,沉沒著大量古代商船,如何進(jìn)入深海獲取這些沉船信息成為中國水下考古的當(dāng)務(wù)之急。”國家文物局考古研究中心研究員宋建忠也思考過這個問題。但面對平均深度1200米,面積逾200萬平方公里的南海,中國水下考古工作者一度只能“望洋興嘆”。

直到2009年,深海里終于開始有了中國人的影子。從2009年至2012年,我國自主設(shè)計的首臺載人深潛器“蛟龍”號接連取得1000米級、3000米級、5000米級和7000米級海試成功。隨后,國產(chǎn)化率達(dá)95%的“深海勇士”號將我國深海裝備建設(shè)推向功能化、譜系化,大大降低了深潛成本?!皧^斗者”號在2020年成功坐底萬米深度的馬里亞納海溝,不僅刷新了中國載人深潛新紀(jì)錄,也標(biāo)志著我國形成了從1000米、4500米、7000米到萬米級的全海深深潛能力。

2018年1月27日,國家文物局水下文化遺產(chǎn)保護(hù)中心(現(xiàn)國家文物局考古研究中心)與中國科學(xué)院深??茖W(xué)與工程研究所(以下簡稱中國科學(xué)院深海所)正式成立深??脊怕?lián)合實驗室,中國水下考古吹響了向深海進(jìn)軍的號角。

451米、529米、606米、1003米……這是中國水下考古工作者過去不敢想象的深度?!啊詈S率俊栆环昼娤聺摰纳疃染统搅宋疫^去30多年的下潛紀(jì)錄?!眹椅奈锞挚脊叛芯恐行母敝魅?、水下考古研究所所長孫鍵是我國最早一批水下考古工作者之一,他曾親身參與過“南海Ⅰ號”保護(hù)發(fā)掘項目,對深潛技術(shù)帶來的水下考古突破同樣感到驚訝。

2018年4月,在寶石般蔚藍(lán)的中國南海,當(dāng)“深海勇士”號在浪濤中浮出水面,母船甲板上響起一片掌聲和歡呼聲。7次下潛,最大深度1003米,借助“深海勇士”號,我國成功完成了首次深??脊耪{(diào)查,填補(bǔ)了我國水下考古的空白。

“深??脊糯蟠笸卣沽藗鹘y(tǒng)意義上水下考古的工作范圍,使水下考古的工作觸角延展到了此前遙不可及的深海海域,也使得以前沉睡在海洋深處的珍貴遺產(chǎn),能夠直接、立體地呈現(xiàn)在我們面前。”山東大學(xué)海洋考古研究中心主任、特聘教授姜波認(rèn)為,深??脊乓呀?jīng)成為當(dāng)前水下考古最具價值的前沿研究領(lǐng)域之一。他告訴科技日報記者,較之淺海海域沉船,深海沉船在沉沒后,能夠免受諸多人為因素和自然因素干擾,因此保存狀況往往好于淺海沉船,從而能為海洋史和海洋考古研究提供無與倫比的歷史考古信息。

“深海考古具有技術(shù)門檻高的鮮明特點,正是由于我國深水技術(shù)裝備取得的突破性進(jìn)展,才使深??脊攀聵I(yè)發(fā)展具有了技術(shù)支撐,從設(shè)想最終變?yōu)楝F(xiàn)實?!笨萍疾可鐣l(fā)展科技司司長祝學(xué)華表示,經(jīng)過多年的研發(fā)積累,我國已初步具備了深??脊潘璧募夹g(shù)裝備和人才隊伍,擁有了譜系化、多功能的裝備集群,具有低成本、高頻次、常態(tài)化和業(yè)務(wù)化的運(yùn)維能力。中國考古工作者擁有了挺進(jìn)深海的底氣與實力。

載人深潛技術(shù)為水下考古搭建實用性平臺

相比在淺水區(qū)開展的水下考古,深海考古在裝備技術(shù)、作業(yè)模式上大有不同。在水深超過千米的茫茫深海中尋找古人留下的蛛絲馬跡,無異于大海撈針。唯一能依靠的只有深??萍加矊嵙?。

深??脊怕?lián)合實驗室成立不久后的2018年4月,該團(tuán)隊就在西沙群島北礁海域開展了我國首次深??脊耪{(diào)查,前后共6位水下考古工作者跟隨“深海勇士”號潛入深海。

出發(fā)下潛之前,孫鍵特意量了自己的脈搏,發(fā)現(xiàn)比平時要快一些?!斑@也很好理解,像‘深海勇士’號這種載人深潛器,我最初是在上中學(xué)時在科幻小說中看到過。能坐在里面去探索深海,這太了不起了!”孫鍵是潛得最深的人之一,在千米深的海底,透過深潛器厚厚的玻璃舷窗,他不斷看到透明的魚蝦游過,不由感嘆生命之頑強(qiáng)。“海底有些像月球表面,到處是環(huán)形山狀的地形?!弊鳛闈撍呤值乃谝淮螡摰眠@么深,對海底世界充滿了好奇。

2018年4月23日,在我國首次深海考古調(diào)查的第四潛次中,第一個文物標(biāo)本——一只陶罐,被發(fā)掘出來。被發(fā)現(xiàn)時,陶罐半掩埋在水深約460米的海底泥沙中,罐體完整。深??脊庞捎谑芴厥猸h(huán)境限制,需要通過深潛器外接機(jī)械手代替水下考古隊員的手進(jìn)行文物提取、沉積物取樣等相關(guān)操作。

相比于深??瓶纪ǔ2杉某练e物、巖石等樣本,文物的特殊性對機(jī)械手本身以及操作提取作業(yè)過程都提出了更加精細(xì)化的要求。“陶罐體量大,我有些擔(dān)心能不能用機(jī)械手順利提取、完整運(yùn)回?!碑?dāng)時參與第四潛次下潛、時任海南省博物館南海水下考古研究中心主任的李釗曾對深潛器機(jī)械手的穩(wěn)定性有些擔(dān)心。不僅深潛器中的考古隊員感到緊張,當(dāng)“深海勇士”號用機(jī)械手緩緩靠近、抓取文物時,母船上通過顯示器觀看“直播”的工作人員也都屏氣凝神,艙室內(nèi)安靜異常。當(dāng)文物最終順利裝入置于潛器前端的樣品筐,所有人都長舒一口氣,歡呼起來。大深度下潛、巡航搜索、精確定位、測量取樣、影像記錄、提取上浮……一系列流暢利落的操作動作讓我國深??脊诺牡谝患奈飿?biāo)本完好無損地來到眾人面前。

“熟能生巧”,隨著潛次的不斷增加,我國深??脊畔嚓P(guān)技術(shù)也在不斷迭代升級。2022年8月,在南海北部西沙海槽海域開展的深海考古調(diào)查中,我國水下考古深度首次突破2000米,發(fā)現(xiàn)了66件文物標(biāo)本。并且,此次深??脊胚€首次引入無人深潛技術(shù),開展了載人—無人深潛協(xié)同作業(yè)。“我們對歷史記錄進(jìn)行分析,確定目標(biāo)區(qū)域,然后用測深側(cè)掃設(shè)備詳細(xì)勘探,對可能目標(biāo)用載人深潛確認(rèn)。”中國科學(xué)院深海所副研究員陳傳緒介紹,此次西沙海槽深??脊胚€實現(xiàn)了“雙龍出?!保艘咽琴Y深“考古隊員”的“深海勇士”號,我國萬米級載人深潛器“奮斗者”號也加入到深??脊诺男辛兄?。

而在孫鍵眼里,下潛深度的數(shù)值已不是最重要的。擁有豐富潛水經(jīng)驗的他認(rèn)為,多次深??脊耪{(diào)查證明,載人深潛技術(shù)可以為中國水下考古工作者提供具有一定實用性的平臺。“比如,發(fā)現(xiàn)深海某個坐標(biāo)點可能有沉船,我們就能借助它去進(jìn)行每天8小時甚至更長時間的深??脊耪{(diào)查、發(fā)掘工作,這在過去是想都不敢想的?!?/p>

意外收獲揭開中國深??脊判缕?/strong>

此次在南海發(fā)現(xiàn)大型古代深海沉船,其實始于一次“偶然”。

2022年10月,中國科學(xué)院深海所出海執(zhí)行科考任務(wù),在“深海勇士”號第500次下潛,行進(jìn)至南海西北陸坡約1500米水深時,其搭載的測深側(cè)掃設(shè)備傳回了令人意想不到的圖像??瓶缄爢T循跡前去,一座高達(dá)3米、由密密麻麻的瓷器堆積而成的“小山”赫然出現(xiàn)在隊員眼前。就在該處沉船不遠(yuǎn)的位置,團(tuán)隊還發(fā)現(xiàn)了另一艘沉船,其周圍散落著大量原木。

科考團(tuán)隊立刻將消息報至國家和地方有關(guān)單位。經(jīng)過考古專家綜合研判,判斷第一處沉船應(yīng)屬明代正德年間(1506—1521年),并將其定名為南海西北陸坡一號沉船,推測文物數(shù)量超十萬件;另一處定名為南海西北陸坡二號沉船,應(yīng)屬明代弘治年間(1488—1505年),判斷其應(yīng)是從海外裝載貨物駛往中國的古代船只。就這樣,一處世界級的重大考古發(fā)現(xiàn)被偶然揭開了面紗。

為了給后續(xù)深海考古調(diào)查奠定堅實基礎(chǔ),5月20日,由國家文物局考古研究中心、中科院深海所、中國(海南)南海博物館組成的聯(lián)合考古團(tuán)隊將一個由鈦合金制成的水下永久測繪基點放置在了1500米水深的海床表面。60千克的水下重量以及底部的金屬釬能夠確保其牢牢“坐穩(wěn)”在海底。陳傳緒介紹,基點放置后,借助長基線定位系統(tǒng),研究人員能夠?qū)υ摶c進(jìn)行精確的位置標(biāo)定,就像給沉船遺址在地圖中打上了記號,后期還可以和大地坐標(biāo)以及地理信息系統(tǒng)相銜接,保證測繪數(shù)據(jù)科學(xué)、精準(zhǔn)、完備。

南海西北陸坡沉船遺址考古調(diào)查項目領(lǐng)隊宋建忠告訴記者,此次考古調(diào)查工作將用一年左右時間,分三個階段實施。在5月20日至6月10日的第一階段中,團(tuán)隊將通過水下搜索調(diào)查,摸清兩艘沉船文物分布范圍,對沉船進(jìn)行多角度、全方位的資料采集和考古記錄工作,適量提取有代表性的文物標(biāo)本,以及海底底質(zhì)等科學(xué)檢測樣本。第二、第三階段將分別在今年8—9月和明年3—4月進(jìn)行。

深??脊艧o法實現(xiàn)整體打撈,為了拉近公眾與深海文物的距離,“我們會搭載4K和8K的高清攝像設(shè)備,對水下文物現(xiàn)場進(jìn)行拍攝,為大家呈現(xiàn)更清晰的視覺盛宴。同時,我們還將利用水下動態(tài)三維激光掃描,疊加光學(xué)圖像,完成三維掃描及攝影拼接工作,生成一號沉船核心區(qū)遺物平面分布圖,為將來應(yīng)用虛擬現(xiàn)實技術(shù)對海底文物進(jìn)行數(shù)字化提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)?!标悅骶w介紹說。

此時,“探索一號”科考船正帶著“深海勇士”號和考古隊員們,在南海上執(zhí)行第一階段的調(diào)查工作。5月23日深夜10點半,船上的網(wǎng)絡(luò)信號時斷時續(xù),陳傳緒匆匆回答完記者的問題后,馬上又投入到回收潛水器的工作中,這樣的忙碌將一直持續(xù)到第一階段工作結(jié)束。

五月的南海正是景色宜人,但團(tuán)隊成員無暇欣賞美景,他們的目光正牢牢盯在水下1500米,他們要用中國的深??萍肌按驌啤敝袊鴼v史,掀開中國深海考古的新篇章。

(科技日報記者張蓋倫對此文亦有貢獻(xiàn))

責(zé)任編輯: 李夢一